SRTM

Pengertian SRTM 

Menurut JAEA (1999) SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) adalah “mounted on a Space Shuttle and obtains Earth surface data by remote sensing technology utilizing a synthetic aperture radar. Obtained data will be converted into height data called a Digital Elevation Model (DEM), and will be utilized to generate a more precise three-dimensional map of larger observation area of the Earth than has ever been possible”

Meskipun SRTM memiliki resolusi yang rendah sekitar 90m tetapi masih banyak digunakan sebagai informasi untuk pekerjaan lapangan serta dimanfaatkan untuk membuat peta kontur dan lereng (slope). Hasil peta kontur maupun peta lereng dari pengolahan data SRTM maksimal berskala 1:900000, tetapi dalam realisasinya banyak yang memperbesar skalanya hingga skala 1:250000 atau malah lebih besar lagi. Dengan melakukan perbesaran skala tersebut akan memberikan konsekuensi menyangkut akurasi dari peta kontur maupun peta lereng yang dihasilkan.

Untuk menentukan skala peta hasil dari pengolahan citra satelit sebenarnya sangat mudah, yaitu dengan menggunakan rumus: (skala peta = resolusi citra satelit x 10000). Berdasarkan PP No.10 Tahun 2000 Tingkat Ketelitian Peta Tata Ruang Wilayah adalah sebagai berikut:

1. Peta RTRW Nasional skala minimal 1:1000000 (dapat menggunakan citra LANDSAT-MSS  80m)
2. Peta RTRW  Provinsi skala minimal 1:250000 (dapat menggunakan citra LANDSAT-TM 25m, SPOT Xs 20m)
3. Peta RTRW Kabupaten skala minimal 1:50000 – 100000 (dapat menggunakan citra IKONOS 10m/5m, foto udara 1:100000)
4. Peta RTRW Kota skala minimal 1:50000 (dapat menggunakan citra IKONOS 5m)

      5.   Peta skala teknis 1:5000 (dapat menggunakan citra Quickbirt 0.5m)

Alasan menggunakan SRTM dalam GIS tentu karena kelebihannya. Beberapa kelebihan yang dimiliki SRTM anatara lain:

• Gratis; Ini adalah kelebihan utama yang dimiliki SRTM. Siapa saja dan di mana saja dapat mendownload SRTM tanpa bayar.
• Digital;  SRTM dapat didownload dengan format HGT, ASCII, atau GEOTIFF, kita bisa  mengkonversi ke format yang kita inginkan misalnya Grid ArcView
• Resoulsi; Resolusi lumayan tinggi untuk sakala tinjau. Resolusi horizontal (yang bisa kita download untuk Indonesia) adalah 90m. Tentu saja dengan resolusi ini SRTM tidak bisa digunakan untuk pemetaan secara detail.

SRTM– ShuttleRadar Topography Mission: adalah proyek internasional dari National Aeronautics and Space Administration (NASA), National Imagery and Mapping Agency (NIMA) dari Amerika Serikat, Jerman Aerospace Center (DLR) dan Italian Space Agency (ASI) . Tujuannya adalah untuk memperoleh basis resolusi tinggi data topografi digital yang paling lengkap dari Bumi.

Misi ini diluncurkan pada tanggal 11 Februari 2000. Misi berlangsung selama 11 hari. Instrumen radar dalam misi ini sama dengan yang digunakan untuk misi  SIR-C/X-SAR. Untuk memperoleh topografi (elevasi) data, payload SRTM dilengkapi dengan dua aperture sintetis radar antena. Satu antena terletak di Shuttle payload, yang lain di ujung tiang dengan jarak 60 meter dari Shuttle payload pertama. SRTM memanfaatkan teknik yang disebut interferometri radar untuk memperoleh informasi topografi. Dalam radar interferometri, dua gambar radar yang diambil dari lokasi yang sedikit berbeda. Perbedaan antara gambar ini memungkinkan untuk perhitungan elevasi permukaan, atau perubahan. Pada SRTM, dua gambar radar yang diperlukan untuk melakukan interferometri yang diperoleh secara bersamaan oleh dua antena.

SRTM diluncurkan ke orbit dengan ketinggian 233 km, dan kemiringan 57 derajat. Hal ini memungkinkan sebagian besar permukaan daratan Bumi yang terletak di antara 60 derajat utara dan 56 derajat lintang selatan dapat direkam oleh radar SRTM. Cakupan ini merupakan 80 persen dari massa daratan Bumi.

Ada dua jenis panel antena: C-Band dan X-Band. Data radar C-band diproses di Jet Propulsion Laboratory (JPL) menyediakan Digital Elevation Model (DEM) global. DEM resolusi yang lebih tinggi (tapi tidak dengan cakupan global) yang dihasilkan dari data radar X-Band, diolah dan didistribusikan oleh German Aerospace Center, DLR.

Pengolahan data C-Band diperkirakan akan memakan waktu dua tahun. Data C-band akan didistribusikan melalui Geological Survey United Satates (USGS) EROS Data Center. Arsip akhir diharapkan akan dikirimkan ke USGS pada bulan Oktober 2002. Pada akhirnya,  SRTM DEM akan dirilis dengan resolusi  30 meter untuk AS dan 90 meter untuk seluruh dunia, meskipun NASA dan NIMA masih membahas masalah ini.

USGS mendistribusikan versi terbaru SRTM, Versi 2 (juga dikenal sebagai “finished” version) kumpulan data, yang merupakan hasil dari upaya editing besar dengan NGA. Berikut fitur terbaru tersebut:

- Badan air didefinisikan dengan baik (misalnya, danau, waduk dan sungai-sungai utama) dan garis pantai;
– Tidak adanya spikes and wells (single pixel errors), dan
– Gaps atau data yang hiang dalam presentase yang kecil.

Langkah-langkah post-processing untuk menghasilkan data resolusi tinggi yang ebih baik:

Langkah 1: Stitching 14,000+ separate SRTM tiles together to make a seamless near-global mosaic (data ukuran: 432.000 X 139.200 piksel)

Langkah 2: Memperluas cakupan ke seluruh dunia (data ukuran: 432.000 X 216.000 piksel)

Elevation at higher latitudes can be filled by other global elevation sources at closest resolutions possible (as part of GeoSage’s processing services), such as the recently released USGS’s Global Multi-resolution Terrain Elevation Data 2010 (GMTED2010). The low-resolution SRTM30 or GTOPO30 data is NOT used here. An overview is provided in the following figure.

Langkah 3: Filling gaps

Sebuah bagian penting dari post-processing adalah untuk mengisi beberapa gaps dalam data SRTM asli.

Langkah 4: Masking dengan batas tanah / laut

Karena beberapa bagian dunia (misalnya daerah pesisir dataran rendah) berada di bawah permukaan laut rata-rata dari pengukuran fisik, seringkali batas antara pesisir dengan baian laut tidak jelas. Oleh karena itu perlu dibedakan antara bagian tanah/daratan yang rendah tersebut dengan bagian laut

Langkah 5: Membuat basemaps relief berbayang (resolusi 90m)

Fitur ini dibuat untuk menunjukan fitur geologi atau topografi ketika STRM dioverlay dengan data raster daricitra satelit.

Pengaturan Hillshading adalah sebagai berikut:

• Sumber cahaya ketinggian: 60 (secara default) atau 45 derajat
• Sumber cahaya azimuth: 45 (secara default), 0 atau 315 derajat
• Elevation berlebihan vertikal: 0.8 (secara default), 1.4 atau 2.8

Langkah 6: Membuat basemaps relief berbayang (resolusi 30m)

Dengan menggunakan teknik interpolasi model elevasi digital global dari resolusi 90m diresampling ke resolusi 30m.

Struktur Data SRTM

SRTM memiliki struktur data yang sama seperti format GRID lainnya, yaitu terdiri dari sel-sel yang setiap sel memiliki wakil nilai ketinggian. Nilai ketinggian pada SRTM adalah nilai ketinggian dari datum WGS1984, bukan dari permukaan laut. Tapi karena datum WGS1984 hampir berimpit dengan permukaan laut maka untuk skala tinjau dapat diabaikan perbedaan diantara keduanya.

Khusus untuk download, resolusi horizontal data SRTM adalah 90m. Perlu diingat bahwa data sebenarnya adalah 30m, tetapi direduksi menjadi 90m,

SRTM dihasilkan dari penyiaman gelombang radar dengan teknik interferometri. Teknik interferometri radar adalah sebuah cara penyiaman muka bumi dengan  dua posisi sensor radar yang berbeda tempat. Pada wahana pengambilan data SRTM  ini, jarak rentangan dua sensor radar ini sejauh 60 meter, dimana satu sensor berada  dalam wahana (main antenna), dan sensor lain berada pada ujung rentangan di luar wahana (outboard antenna).

 

 Proses penyiaman permukaan Bumi

Gelombang radar dimanfaatkan untuk pengambilan  data ini karena memiliki kelebihan, diantaranya adalah perekaman dapat dilakukan  pada siang ataupun malam hari. Disamping itu gelombang radar dapat menembus tutupan awan, Dengan demikian, perekaman data SRTM tidak terpengaruh oleh keadaan cuaca setempat.

 

 Cakupan SRTM (56 derajat LS - 60 derajat LU)

Wahana SRTM membawa dua panel dengan saluran C dan Saluran X. Peta topografi global dari bumi disebut dengan Digital Elevation Models (DEMs). DEMs ini terbuat dari data radar saluran C tersebut. Data ini diolah oleh Jet Propulsion Laboratory dan didistribusikan melalui USGS EROS Data Center. Data saluran X digunakan untuk menghasilkan DEMs dengan resolusi yang lebih tinggi. Data SRTM dari saluran X diolah dan didistribusikan oleh German Aerospace Center.

C-RADAR (Radar Saluaran-C):

C-RADAR (5,3 GHz, panjang gelombang = 5,6 cm, bandwidth = 10 MHz) yang disediakan oleh NASA / JPL, ia menawarkan kemampuan dual-polarisasi. Kekuatan puncak radiasi adalah 1,2 kW / polarisasi. Dalam modus ScanSAR, C-RADAR mempekerjakan dua pasang balok simultan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8, yang beralih dalam petak lebar penuh, menciptakan pola citra SAR bersebelahan dan tumpang tindih. Lebar petak total 225 km menyediakan ukuran pixel (resolusi) dari sekitar 30 m (data titik jarak dari satu arcsec).
Instrumen sumber data dikumpulkan pada 180 Mbit / s (di empat saluran) dan disimpan di on-board perekam. Instrumen data telemetri di 15,12 kbit / s adalah downlinked terus-menerus.

X-RADAR (Radar Saluran-X):

X-RADAR (9,6 GHz, 3,1 cm panjang gelombang =) disediakan oleh DLR dan ASI, ia menawarkan balok tetap (52 º sudut terlihat) polarisasi tunggal (VV dlm kapal dan V antena tempel). Kekuatan puncak radiasi adalah 1,7 kW pada FRP dari 1674 pulsa / s. X-RADAR beroperasi dalam mode wide-petak 50 km, resolusi pixel horizontal 30 mx 30 m dengan ketinggian vertikal resolusi relatif 6m dan 10 m mutlak. Petak X-SAR diposisikan di tengah-tengah dua subswaths luar C-RADAR.
Ilmu instrumen data rate adalah 90 Mbit / s dan disimpan pada perekam on-board. Instrumen data telemetri di 9,6 kbit / s adalah downlinked terus-menerus.

Lokasi Saluran-C, Saluran-X dan Saluran-L pada main antenna dan outboard antenna

SRTM digunakan untuk modeling elevasi yang berasal dari data SRTM yang digunakan dalam Sistem Informasi Geografis. Data SRTM dapat didownload secara gratis melalui Internetdi www, dan format file mereka (*. HGT, *.ascii, dan *.tiff) didukung oleh perkembangan beberapa softwareseperti global mapper, arcgis, arcview dll.  

 

Hasil dari SRTM berupa data DEM

Hasil dari data ekstraksi  SRTM dapat berupa kontur, kelerengan(slope), hillshade(model permukaan tanah, dll). Secara umum data SRTM ini dapat dimanfaatkan untuk berbagai tujuan seperti kepentingan militer, sipil dan sipil seperti pemodelan drainase, simulasi penerbangan, penentuan letak tower selular, keamanan navigasi, dan lain-lain. Dalam bidang lingkungan, data SRTM ini dapat dimanfaatkan pula untuk pemodelan banjir, konservasi tanah, perencanaan penghijauan, pengawasan gunung api, penelitian gempa dan pengawasan gerakan es.

Beberapa Aplikasi/turunan DEM-SRTM

Adapun cara kerja Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) yaitu:
1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.